Avec la multiplication des véhicules électriques, l’usage d’un nombre toujours plus important de batterie soulève la question de leur recyclage. La filière se développe à mesure que le nombre d’unités en fin de vie augmente. Après un tour d’horizon des principaux types de batterie, voici comment sont recyclées les batteries usagées.
Les principaux types de batterie et les risques pour l’environnement
Recyclage des batteries plomb
Cette filière de recyclage de batteries est l’une des plus ancienne et consiste à limiter la pollution des sols et des cours d’eau avec des produits qui provoqueraient parfois de graves problèmes aux organismes vivants, jusqu’à atteindre, au final, les êtres humains.
Le plomb est particulièrement toxique. Il est classé cancérigène, mutagène et reprotoxique. Une batterie abandonnée dans la nature, pourrait empoisonner l’eau et les sols. L’électrolyte liquide, sous forme d’acide, est également très corrosif pour la peau et fait l’objet d’un traitement spécifique.
Recyclage des batteries cadmium
Ces batteries qui sont désormais interdite à la vente auprès des particuliers sont constituées d’une substance particulièrement dangereuse pour l’environnement et toxique pour les êtres humains lorsqu’il parvient à sa forme gazeuse, cancérogène. Lorsque ces batteries sont en fin de vie, de vapeurs constituées de cadmium s’échappent. Ces batteries sont également constituées de potasse, qui sert d’électrolyte, est très corrosive pour la peau.
Recyclage des batteries lithium
Ce sont les batteries les plus couramment exploitées dans les voitures électriques. En absence de recyclage, le risque le plus important serait qu’un incendie les emporte, entrainant des fumées irritantes et toxiques, susceptibles de contenir du fluorure d’hydrogène.
Les batteries lithium contiennent des métaux lourds, encore très difficiles à recycler. Deux filières de recyclage sont concernées : le lithium et le nickel. Des chercheurs travaillent actuellement sur des types de batteries ne contenant pas de lithium, matériau rare et polluant. En 2016, le CRNS a annoncé la possibilité de batteries au sodium-ion, d’autres instituts de recherche travaillent sur l’utilisation du magnésium – minerai très abondant.
Le lithium est un métal qui attaque les tissus organiques. Il réagit avec l’oxygène, l’azote et la vapeur d’eau contenus dans l’air pour former une substance, elle aussi, particulièrement corrosive.
Comment sont recyclées les batteries et leurs les composants
Constituées de composants potentiellement dangereux, il est impossible de jeter des batteries défectueuses dans la nature. Il est donc indispensable d’élaborer un plan de recyclage des batteries.
En plus de préserver l’environnement, le recyclage permet de récupérer des composants dont les prix peuvent sont assez variables et qui peuvent à nouveau être exploités, il s’agit donc d’atteindre un cercle vertueux via le recyclage des batteries. Les différents matériaux – cuivre, aluminium, cobalt, nickel, manganèse, lithium – peuvent être réemployés dans la métallurgie pour créer des alliages ou de l’acier, ou dans l’industrie chimique pour servir à la fabrication de verrerie, batteries et encres.
Enfin, le lithium extrait des batteries usagées peut être purifié, et idéalement réemployé dans l’industrie automobile, permettant le caractère durable de la filière. Une batterie de véhicule électrique contenant près de 5 kg de lithium, le recyclage de ce minerai contribue à la fabrication de nouvelles batteries.
Le procédé de recyclage repose sur la déconstruction et le broyage des composants des batteries, puis deux procédés coexistent pour le recyclage des accumulateurs lithium :
- L’hydrométallurgie qui permet de séparer magnétiquement les métaux ferreux des non ferreux. Les premiers seront exploités en aciéries tandis que les autres vont subir un traitement chimique en vue d’une ré-exploitation des composants dans le secteur de la métallurgie.
- La pyrométallurgie, les déchets d’accumulateurs lithium sont chauffés afin de séparer les métaux par Trois produits sont obtenus :
- les laitiers qui vont servir de remblais routier et à la fabrication de laines de roche
- les métaux ferreux que l’on retrouve en coutellerie de luxe, dans les disques de frein des TGV et dans les barres anti-stationnement
- les résidus non ferreux à affiner.
Ce fonctionnement est similaire à celui appliqué dans le recyclage des ordinateurs ou encore le recyclage des téléphones portables et autres appareils électroniques.
Aujourd’hui, la filière du recyclage est encadrée et plus les recycleurs reçoivent de batteries et plus l’activité est rentable. On peut donc imaginer, lorsque la première vague des batteries des véhicules électriques aura atteint une dizaine d’années, que les coûts de recyclage par batterie diminuent. Et si le volume continue d’augmenter, il se pourrait même que le recyclage soit une activité bénéficiaire.
Dans son compte rendu publié fin 2016, L’Ademe qui a pour mission d’Observer le recyclage des piles et accumulateur, indique que « les premiers tonnages d’accumulateurs lithium issus des véhicules électriques avaient été traités en 2012 », précisant que les chiffres ont quadruplé en 3 ans. En France, pour l’année 2015, 11 903 tonnes d’accumulateurs industriels ont été collectés et il en a été extrait 376 tonnes de NiCd et 170 tonnes de lithium entre autre.
En parallèle des partenariats sont établis avec les constructeurs. Ainsi des nombreux constructeur tels que Renault, Nissan, BMW assurent la collecte et le recyclage des batteries qu’ils ont mis sur le marché.
Exploitation des batteries usagées en seconde vie
Une batterie ne pouvant plus être exploitée dans une voiture électrique, faute d’autonomie suffisante, peut encore servir de stockage tampon. Ces batteries réutilisées en seconde vie, proviennent pour la majorité de véhicules ayant beaucoup roulés ou endommagés. Leur utilisation est variée : stockage d’énergie pour des parcs d’énergies renouvelables (éolien ou solaire), gestion de la fréquence du réseau, stockage d’énergie pour répondre à des appels de puissance (en particulier pour les chargeurs de batteries des véhicules électriques sur les autoroutes), etc.
Lorsque la capacité d’une batterie usagée, en fin de première ou seconde vie, dépasse largement le seuil de -50 % de capacité, celle-ci est alors considérée comme « à recycler ».